CN103757445A - 软锰矿的浸出方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍的软锰矿的浸出方法是将软锰矿粉和硫铁矿粉加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出，浸出一段时间后，通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。

Description

软锰矿的浸出方法

技术领域

 本发明涉及软锰矿的一种浸出方法。

背景技术

软锰矿是生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰、硝酸锰等材料的重要原料。湿法工艺是生产上述材料的主要工艺，该工艺中浸出工序是必不可少的工序。在生产金属锰、硫酸锰、二氧化锰的湿法工艺中，基本上采用硫酸浸出体系。由于软锰矿中的 MnO₂不溶于硫酸，需要通过还原焙烧将MnO₂转化为MnO才能用硫酸浸出，但焙烧的转化率只有85%左右，致使硫酸浸出还原焙烧的软锰矿时，目标金属锰的浸出率不高，造成资源浪费。虽然在浸出体系中加入FeS₂等还原剂可用硫酸直接浸出软锰矿，但浸出速度慢，浸出温度高，浸出率较低。开发浸出率高、浸出速度快软锰矿的直接浸出方法具有较大实用价值。

发明内容

针对目前软锰矿浸出的问题，本发明的目的是寻找一种浸出率高、浸出速度快、能耗低的软锰矿直接浸出方法，其特征在于将软锰矿粉和硫铁矿粉（两者的粒度均≤180目）加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出。浸出一段时间后，通入工业纯氧对浸出夜进行氧化。氧化结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液。用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为0.5mol/L～4mol/L，硝酸的初始浓度为2g/L～10g/L。硫酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的103%～110%。硫铁矿的加入量为将软锰矿中全部四价锰还原成二价锰的理论量的105%～120%。整个浸出过程的温度为40℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min。浸出时间为2h～4h。通入O₂的氧化时间为0.5h～1h，相对压力为0.1MPa～0.2MPa。

   本发明的目的是这样实现的：在密闭并有硫铁矿和硝酸存在的条件下，硫酸浸出软锰矿主要发生如下化学反应：

       3FeS₂ + 14HNO₃ = 3FeSO₄ + 14NO + 3H₂SO₄ + 4H₂O

       3FeS + 8HNO₃ = 3FeSO₄ + 8NO + 4H₂O

       3MnO₂ + 2NO + 3H₂SO₄ = 3MnSO₄ + 2HNO₃ + 2H₂O

总反应为：

   7MnO₂ + FeS₂ + 6H₂SO₄ = 7MnSO₄ + FeSO₄ + 6H₂O

   4MnO₂ + FeS + 4H₂SO₄ = 4MnSO₄ + FeSO₄ + 4H₂O

在氧化阶段，主要发生Fe²⁺的氧化反应：

   4FeSO₄ + O₂ + 2H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O

   Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O = Fe₂O₃ + 3H₂SO₄

 由于硝酸与硫铁矿的反应速度很快，产生的NO与MnO₂的反应也较快，由此加快整个浸出过程，并实现MnO₂较完全浸出。只要控制好硫铁矿的加入量和硫酸的加入量，就可以减少Fe进入浸出液的量。然而，硫铁矿的加入量和硫酸加入量太少，将影响浸出速度和Mn的浸出率，所以为了保证Mn的浸出率，Fe浸出是不可避免的。通过O₂氧化将Fe²⁺氧化成Fe³⁺,进而发生水解反应，除去部分Fe。未除尽的Fe在后续除Fe过程中不需要进一步氧化。

本发明的突出优点是：经过上述一系列反应，最终使软锰矿中的Mn基本上完全浸出，提高了Mn的浸出率，减少资源浪费，也不给后续溶液净化带来困难；整个浸出过程是放热反应，反应温度不高，能源消耗低；由于硝酸很容易与硫铁矿反应，产生的NO又很容易与MnO₂反应，所以浸出过程速度快。由于在浸出过程中已将Fe²⁺氧化从Fe³⁺，可以简化浸出液的后续净化过程。过程在密闭条件下进行，避免了NO逸出产生的环境污染。

具体实施方法

   实施例1：将1000g软锰矿粉(含锰55.5%、Fe₂O₃6.7%、粒径180目)和硫铁矿（含FeS₂44.2%、FeS2.3%、粒径180目）265g加入容积为10L的衬钛压力反应釜中，加入浓度为1mol/L的硫酸溶液6600ml，混合溶液的初始硝酸浓度为2g/L,于40℃～50℃下密闭搅拌（搅拌速度70r/min）浸出4h。然后通入O₂（相对压力为0.1MPa）氧化0.5h。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为99.1%。

    实施例2：将10kg软锰矿粉(含锰55.5%、Fe₂O₃6.7%、粒径180目) 和硫铁矿（含FeS₂44.2%、FeS2.3%、粒径180目）2780g加入容积为50L的衬钛压力反应釜中，加入浓度为3mol/L的硫酸溶液23L，混合溶液的初始硝酸浓度为5g/L,于50℃～60℃下密闭搅拌（搅拌速度60r/min）浸出2h。然后通入O₂（相对压力为0.15MPa）氧化1h。根据洗净后的浸出渣的化验分析结果，锰的浸出率为99.3%。

Claims (1)

1.一种软锰矿的浸出方法，其特征是将软锰矿粉和硫铁矿粉加入耐压、耐硫酸和硝酸腐蚀的反应釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密闭条件下进行搅拌浸出，浸出一段时间后，通入工业纯氧对浸出夜进行氧化，氧化结束后，放出反应釜内的浆料进行固液分离，得到所需浸出溶液，软锰矿矿粉和硫铁矿粉的粒度均≤180目，用于浸出的混合溶液中硫酸的初始浓度为0.5mol/L～4mol/L，硝酸的初始浓度为2g/L～10g/L，硫酸的加入量为将软锰矿中全部锰浸出的理论量的103%～110%，硫铁矿的加入量为将软锰矿中全部四价锰还原成二价锰的理论量的105%～120%，整个浸出过程的温度为40℃～70℃，搅拌速度为50 r/min～130 r/min，浸出时间为2h～4h，通入O₂的氧化时间为0.5h～1h，相对压力为0.1MPa～0.2MPa。